JP4133675B2 - 平面パネルディスプレイ用スペーサ、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法、及び、平面パネルディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、平面パネルディスプレイ用スペーサ、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法、及び、平面パネルディスプレイに関する。

従来の陰極線管（ＣＲＴ）を応用した自発光型の平面パネルディスプレイとして、いわゆる、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）が知られている。このような平面パネルディスプレイの一例は特許文献１に記載されている。この平面パネルディスプレイは多くの陰極（電界放出素子）を二次元状に配列してなる陰極構造体を備えており、減圧環境下において陰極から放出される電子を、各蛍光画素領域に衝突させて発光画像を形成している。蛍光画素領域は燐層を含んでなる。

このような平面パネルディスプレイは、陰極構造体を有する背板を備えている。背板はガラス板上に陰極構造体を堆積することによって形成される。

また、このような平面パネルディスプレイはガラス板上に燐層が堆積された面板を備えている。この面板のガラス板または燐層の上には電界印加用の導電性層が堆積される。そして、面板は背板から０．１ｍｍ〜１ｍｍ乃至２ｍｍ離間されている。面板と背板との間には壁体からなる短冊状のスペーサが垂直に介在している。

そして、面板と背板との間には例えば１ｋＶ以上の高電圧が印加されるので、スペーサには高電圧に対する耐性と帯電を防ぐための適切な導電性とが要求される。従来のスペーサとしては、アルミナからなる絶縁材料を導電材料でコーティングしてなるものや（例えば、特許文献２〜３参照）、酸化物微粒子等により形成された凹凸膜を有するもの（例えば、特許文献４参照）や、遷移金属酸化物が分散されたセラミックよりなるもの（例えば、特許文献５、６参照）等が知られている。
米国特許第５５４１４７３号明細書 特表２００２−５０８１１０号公報 特表２００１−５０８９２６号公報 特開２００１−６８０４２号公報 特表平１１−５００８５６号公報 特表２００２−５１５１３３号公報

しかし、従来の平面パネルディスプレイ用スペーサの熱膨張係数は、例えば、アルミナで７．３×１０^−６／℃程度であり、平面パネルディスプレイの面板や背板のガラス材料の熱膨張係数８．０〜９．３×１０^−６／℃との差が大きい。このため、平面パネルディスプレイの許容環境温度とされる−３０〜５０℃の範囲で平面パネルディスプレイの温度が変動した場合に、平面パネルディスプレイ用スペーサと、面板及び背板との膨張度合いが大きく異なるために、平面パネルディスプレイにひずみ等を生じ、スペーサが不整列になったり傾斜したりして、放出された電子の偏向が起こり、ディスプレイ上に目視可能な欠陥が生じてしまう場合がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、面板や背板等のガラス材料の熱膨張係数とほぼ等しい、熱膨張係数が８．０〜９．３×１０^−６／℃程度の平面パネルディスプレイ用スペーサ、その製造方法、及び、これを用いた平面パネルディスプレイを提供することを目的とする。

発明者らが鋭意検討したところ、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）、ＴｉＣ（炭化チタン）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、及びＴｉＯ₂（二酸化チタン）を所定の割合で混合させた複合セラミクスの焼結体が、８．０〜９．３×１０^−６／℃程度の熱膨張係数を有することを見いだし、本発明に想到するに至った。

本発明に係る平面パネルディスプレイ用スペーサは、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂を含む焼結体を有し、この焼結体はＡｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂の全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む。

本発明に係る平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法は、Ａｌ₂Ｏ₃粉末、ＴｉＣ粉末、ＭｇＯ粉末、及び、ＴｉＯ₂粉末を、Ａｌ₂Ｏ₃粉末、ＴｉＣ粉末、ＭｇＯ粉末、及び、ＴｉＯ₂粉末の全重量に対してＭｇＯ粉末が３５〜５５重量％となるように混合して混合物を得る工程と、上記混合物を焼成し焼結体を得る工程と、を含む。

本発明に係る平面パネルディスプレイは、陰極構造体を有する背板と、光画素領域を有する面板と、上記背板及び上記面板間に介在されると共にＡｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂を含み、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂の全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む焼結体から形成された平面パネルディスプレイ用スペーサとを備える。

これらの本発明によれば、熱膨張係数が８．０〜９．３×１０^−６／℃程度のセラミック製の平面パネルディスプレイ用スペーサが得られる。このため、平面パネルディスプレイ用スペーサの熱膨張係数を、ガラス製の面板や背板の熱膨張係数（８．０〜９．３×１０^−６／℃）に十分に近づけることができる。これにより、平面パネルディスプレイにおける面板、背板、平面パネルディスプレイ用スペーサの温度が変動しても、熱膨張の割合が互いに同程度となる。従って、平面パネルディスプレイに不要なひずみが生じにくくなり、スペーサが不整列になったり傾斜したりしにくくなる。この結果、放出された電子の偏向が起こりにくくなり、ディスプレイの画質の劣化が抑制される。

ここで、焼結体は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂の全重量に対して、ＴｉＯ₂を２．０〜３．０重量％含むことが好ましい。

このような組成の平面パネルディスプレイ用スペーサは、比抵抗が１．０×１０^６Ω・ｃｍ〜１．０×１０^１１Ω・ｃｍ程度となる。したがって、適切な導電性を示し、電界が印加された場合に帯電が起こりにくくなると共に過電流が流れることによる熱暴走も抑制され、平面パネルディスプレイにおける画像の歪み等をより低減することができる。ここで、ＴｉＯ₂の量が２．０重量％を下回ると、比抵抗が大きくなって、電界が印加されると帯電が起こりやすくなる傾向がある。また、ＴｉＯ₂の量が３．０重量％を超えると、比抵抗が低くなって電界が印加されると過電流が流れやすい傾向がある。

ここでまた、焼結体は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂の全重量に対して、ＴｉＣを７．０〜８．０重量％含むことが好ましい。

これにより、十分な強度を持ち、かつ、十分に焼結がなされた平面パネルディスプレイ用スペーサが得られる。ここで、ＴｉＣの量が７．０重量％を下回ると、剛性が低下し強度が低くなる傾向がある。また、ＴｉＣの量が８．０重量％を超えると、焼結しにくくなり、脆くなって再び強度が悪くなる傾向がある。

本発明によれば、平面パネルディスプレイにおける画像の劣化が低減され、画質の向上が可能となる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

まず、本実施形態に係る平面パネルディスプレイの概要について説明する。

図１は平面パネルディスプレイの平面図、図２は平面パネルディスプレイのＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。

本実施形態に係る平面パネルディスプレイは、いわゆる、ＦＥＤ（電界放出型ディスプレイ）であり、主として、面板１０１、背板２０１、及び、多数の平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３を有している。

面板１０１はガラス製であり、この面板１０１上には、格子状のブラックマトリクス構造体１０２、及び、ブラックマトリクス構造体１０２の格子内に設けられ燐層を含む複数の蛍光画素領域１０５を有している。蛍光画素領域１０５の燐層は図２における図示下方から高エネルギー電子が衝突すると、光を放出して可視ディスプレイを形成する。蛍光画素領域１０５から発した光は、ブラックマトリクス構造体１０２を介して外部（図示上方）に出力される。ブラックマトリクス構造体１０２は、互いに隣接する蛍光画素領域１０５からの光の混合を抑制するための格子状黒色構造体として機能する。

背板２０１はガラス板であり、背板２０１上には陰極構造体２０２が形成されている。この陰極構造体２０２は電子を放出するための突起を含む陰極（電界（電子）放出素子）２０６を複数有している。

背板２０１における陰極構造体２０２の形成領域は背板２０１の面積よりも小さい。また、面板１０１におけるブラックマトリクス構造体１０２の形成領域は面板１０１の面積よりも小さい。面板１０１の外周領域と背板２０１の外周領域との間にはガラスシール２０３が介在しており、中央部に密閉室２５０を提供している。この密閉室２５０内は電子が飛行可能な程度に減圧されている。ガラスシール２０３は融解ガラスフリットによって形成される。

面板１０１のブラックマトリクス構造体１０２と、背板２０１の陰極構造体２０２との間には、これらの表面に対して垂直に立設された壁体である平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３が所定間隔で多数取り付けられている。この平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の詳細については後述する。

これらの平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３は、面板１０１と背板２０１との間の間隔を均等に保持している。また、この密閉室２５０内には、陰極構造体２０２、ブラックマトリクス構造体１０２及び平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３が配置されることとなる。ここで、面板１０１及び背板２０１の厚みは、例えば、各々３００μｍ、１０００μｍ程度である。

ここで面板１０１及び背板２０１のガラス材料としては、例えば、強化ガラス、化学強化ガラスが挙げられる。これらのガラスの熱膨張係数は、概ね、８．０〜９．３×１０^−６／℃である。

具体的には、例えば、ガラス材料として、ＰＤ２００（旭硝子（株）社製）が挙げられる。このＰＤ２００の組成は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、及び、Ｋ_２Ｏの重量比が、５８：７：２：５：７：８：３：４：６であり、熱膨張係数は８．３×１０^−６／℃である。また、例えば、ＨＤＤ用ガラスディスクとして、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、及び、ＴｉＯ_２の重量比が、５４：１０：４：７：３：６：９：７となるガラス材料も好適に用いられており、このガラスの熱膨張係数は、概ね９．３×１０^−６／℃である。さらに、例えば、ＨＤＤ用ガラスディスクとして、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、及び、ＴｉＯ_２の重量比が、５５：１３：５：５：２：６：９：６となるガラス材料も好適に用いられており、このガラスの熱膨張係数は、概ね８．７×１０^−６／℃である。

続いて、本実施形態に係る平面パネルディスプレイ１００の平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３について詳細に説明する。

図３は、本発明に係る平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３を示す斜視図である。この平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３は、概ね板状の直方体であり、主面５０Ａ、５０Ｂと、長手方向に延びる側面５０Ｃ、５０Ｄと、長手方向の両端の端面５０Ｅ，５０Ｆを有している。

この平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３は、焼結セラミックス製の矩形平板状のベース（焼結体）５０と、ベース５０の側面５０Ｃ上に形成された金属膜４２ａと、ベース５０の側面５０Ｄ上に形成された金属膜４０ａとを有している。また、ベース５０の主面５０Ａ上にはパターニングされた金属膜６５が形成されている。この金属膜６５は平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の長手方向にそって延在し、また、金属膜６５は、金属膜４２ａや金属膜４０ａとは離間されて互いに絶縁されている。また、金属膜６５は、長手方向に複数に分割されている。この平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３のベース５０の外形形状は、具体的には、例えば、０．０８ｍｍ×１．２ｍｍ×１２０ｍｍ程度である。

ここで、金属膜４０ａ及び４２ａは、背板２０１の陰極構造体２０２や、面板１０１のブラックマトリクス構造体１０２との接触抵抗の面内不均一性を低減させる。また、金属膜６５は、平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の内部電界分布を好適にするためのものである。

この平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３は、図４に示すように、その長手方向の両端に設けられた接着剤３０１，３０２によって面板１０１、背板２０１に固定されている。本例の接着剤３０１，３０２の材料はＵＶ硬化性ポリイミド接着剤であるが、熱硬化性接着剤または無機接着剤を使用することができる。なお、接着剤３０１，３０２はブラックマトリクス構造体１０２、陰極構造体２０２の外側に配置される。このとき、平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の金属膜４０ａ，４２ａが、背板２０１の陰極構造体２０２、面板１０１のブラックマトリクス構造体１０２に各々接触するように配置される。

そして、本実施形態における平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３のベース５０は、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＴｉＣ（炭化チタン）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、及び、ＴｉＯ_２（チタニア）を含有し、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ_２の全重量に対してＭｇＯを３５〜５５重量％含む複合セラミクス焼結体から形成されている。

このような平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３は、熱膨張係数が８．０〜９．３×１０^−６／℃程度となる。このため、平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の熱膨張係数を、ガラス製の面板１０１や背板２０１の熱膨張係数（概ね８．０〜９．３×１０^−６／℃）に十分に近づけることができる。

これにより、平面パネルディスプレイの面板１０１や背板２０１と平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の温度が変動しても、各々の熱膨張の割合が同程度となる。従って、平面パネルディスプレイ１００における面板１０１、背板２０１、平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の温度が変動しても、熱膨張の割合が互いに同程度となる。従って、平面パネルディスプレイに不要なひずみ等が生じにくくなり、平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３が面板１０１と背板２０１との間で不整列になったり傾斜したりしにくくなる。この結果、陰極構造体２０２の陰極２０６から放出された電子は偏向等の不具合を生じることなくブラックマトリクス構造体１０２の蛍光画素領域１０５に到達することができ、平面パネルディスプレイ１００の画質の劣化が抑制されている。

また、このような平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３のベース５０は、ＴｉＣとＡｌ_２Ｏ_３とを含む複合セラミクス焼結体であるので高硬度の導電性セラミクスであるアルティック（ＡｌＴｉＣ）の性質をも示し、高い強度を有している。

そして、通常、平面パネルディスプレイ１００内は減圧されており、大気圧によって平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３に大きな荷重が加えられているが、本実施形態の平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３はそのような圧縮力による変形に耐えることができ、面板１０１と背板２０１との間隔を所定の間隔に維持することができる。

ここで、平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３のベース５０のＭｇＯの含有量が３５重量％を下回ると、熱膨張係数が低くなりすぎる傾向がある。一方、ＭｇＯの含有量が５５重量％を超えると、熱膨張係数が高くなりすぎる傾向がある。

そして、例えば、平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３のベース５０の熱膨張係数が９．３×１０^−６／℃を大きく超えたり、８．０×１０^−６／℃を大きく下回ると、ガラス製の面板１０１や背板２０１との熱膨張係数の差が大きくなり、温度変化に伴って平面パネルディスプレイ１００にひずみ等が発生して、画質の劣化が起こりやすくなる。

ここで、ベース５０のＭｇＯの含有量はＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ_２の全重量に対して４０〜５０重量％であることがより好ましく、これにより、熱膨張係数を面板１０１や背板２０１により近づけることができるので、平面パネルディスプレイ１００のひずみをさらに抑えることができる。具体的には、熱膨張係数が、８．５〜９．０×１０^−６／℃程度となるので、同様の熱膨張係数のガラスを用いる場合に特に好ましい。

また、ベース５０のＴｉＯ_２の量は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ_２の全重量に対して、２．０〜３．０重量％であることが好ましい。これにより、ベース５０の比抵抗が１．０×１０^６Ω・ｃｍ〜１．０×１０^１１Ω・ｃｍ程度となる。したがって、適切な導電性を示し、電界が印加された場合に帯電が起こりにくくなると共に過電流が流れることによる熱暴走も抑制され、平面パネルディスプレイ１００における画像の歪み等をより低減することができる。ここで、ＴｉＯ₂の量が２．０重量％を下回ると、比抵抗が大きくなって、電界が印加されると帯電が起こりやすくなる傾向がある。また、ＴｉＯ₂の量が３．０重量％を超えると、比抵抗が低くなって電界が印加されると過電流が流れやすい傾向がある。

また、ＴｉＣの量は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ_２の全重量に対して、７．０〜８．０重量％であることが好ましい。これにより、十分な強度を持ち、かつ、十分に焼結がなされた平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３が得られる。ここで、ＴｉＣの量が７．０重量％を下回ると、剛性が低下して強度が十分でなくなる傾向がある。また、ＴｉＣの量が８．０重量％を超えると、焼結しにくくなり、脆くなって再び強度が低下する傾向がある。

次に、このような平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の製造方法について説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、平面パネルディスプレイ用スペーサの材料となる、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＴｉＣ（炭化チタン）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、及び、ＴｉＯ_２（チタニア）を含有し、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ_２の全重量に対してＭｇＯを３５〜５５重量％含む複合セラミクス焼結体の板１０を作製する。

このような板１０は、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末、ＭｇＯ粉末、及び、ＴｉＯ_２の粉末を混合し、成形し、成形体を所定の温度で焼成し、放冷することにより得られる。

まず、原料となる、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末、ＭｇＯ粉末、及び、ＴｉＯ_２粉末を用意する。ここで、原料のＡｌ_２Ｏ_３粉末は、微粉であることが好ましく、平均粒子径が０．１〜１μｍ、特に０．４〜０．６μｍであることが好ましい。またＴｉＣ粉末は、微粉であることが好ましく、平均粒子径が０．１〜３μｍ、特に０．５〜１．５μｍであることが好ましい。またＭｇＯ粉末は、微粉であることが好ましく、平均粒子径が０．１〜３μｍ、特に０．５〜１．５μｍであることが好ましい。また、ＴｉＯ_２粉末は、微粉であることが好ましく、平均粒子径が０．１〜３μｍ、特に０．５〜１μｍであることが好ましい。

そして、これらの粉末を混合し、混合粉末を得る。ここで、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末、ＭｇＯ粉末、及び、ＴｉＯ_２粉末の全重量に対してＭｇＯ粉末が３５〜５５重量％含まれるようにこれらの粉末を混合する。なお、ＭｇＯ粉末が４０〜５０％程度含まれるようにすることが好ましい。

また、ＴｉＯ_２の量は特に限定されないが、上述のように比抵抗を好適範囲とすべく、ＴｉＯ_２が２．０〜３．０重量％含まれるようにこれらの粉末を混合することが好ましい。

また、ＴｉＣの量は特に限定されないが、上述のように十分な強度のスペーサを得るべく、ＴｉＣが７．０〜８．０重量％含まれるようにこれらの粉末を混合することが好ましい。

ここで、粉末の混合は、ボールミルやアトライター中で行うことが好ましい。また、好適に混合すべく、水以外の、例えば、エタノール、ＩＰＡ、９５％変性エタノール等を溶剤として用いることが好ましい。また、１０〜１００時間程度混合することが好ましい。なお、ボールミルやアトライター中の混合メディアとしては、例えば、直径１〜２０ｍｍ程度の、アルミナボールや、ジルコニアボールを使用することが好ましい。

次に、混合された混合粉末を、スプレー造粒する。ここでは、例えば、酸素をほとんど含まない窒素やアルゴン等の不活性ガスの、６０〜２００℃程度の温風中で噴霧乾燥すればよく、これによって、上記の組成の混合粉末の造粒物が得られる。ここで、例えば、造粒物の粒径は、５０μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。

次に、必要に応じて溶剤等を添加して造粒物の液体含有量の調節を行い、０．１〜１０重量％程度、造粒物中に溶剤が含まれるようにする。

次に、この造粒物を所定の型内に充填し、冷間プレスにより一次成形を行って成形体を得る。ここでは、例えば、内径１５０ｍｍの円板形成用の金属製あるいはカーボン製の型内に造粒物を充填し、例えば、５〜１５ＭＰａ（５０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）程度の圧力で冷間プレスすればよい。

続いて、一次成形された成形体をホットプレスし焼結体を得る。ここで、例えば、焼成温度を１２００〜１７００℃、圧力を１０〜５０ＭＰａ（１００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ^２）、雰囲気を真空、窒素、アルゴン中とすることが好ましい。なお、非酸化性雰囲気とするのは、ＴｉＣの酸化を防ぐためである。また、カーボン製の型を用いることが好ましい。焼結時間は１〜３時間程度が好ましい。

そして、外観等を検査した後に、ダイヤモンド砥石等によって機械仕上げ加工を行い、平面パネルディスプレイ用スペーサの材料となる板１０が完成する。最終的な板１０の具体的形状は、図５に示すように、縦１３４ｍｍ、横６７ｍｍ、厚み２．５ｍｍの矩形平板状である。なお、例えば、直径６インチ、厚み２ｍｍ程度の円板状の基板であってもよい。

次に、このような板１０から平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３用のベース５０を切り出す工程について説明する。まず、この板１０は、矩形平板であり主面１０Ａ，１０Ｂ、長手方向に平行な側面１０Ｃ，１０Ｄ、及び、長手方向に直交する端面１０Ｅ，１０Ｆを有しているものとする。

まず、図６（ａ）に示すように、板１０の主面１０Ａに対して垂直、かつ、板１０の側面１０Ｃ，１０Ｄに平行な複数の第一切断面９１に沿って、複合セラミクス焼結体の板１０を所定間隔で切断する。これによって、図６（ｂ）に示すように、第一の切片５３０が形成される。この第一の切片５３０は、板１０の主面１０Ａ，１０Ｂに各々対応する主面５３０Ａ，５３０Ｂ、各第二切断面９２に対応する側面５３０Ｃ，５３０Ｄ、及び、複合セラミクス焼結体の板１０の端面１０Ｅ，１０Ｆに対応する端面５３０Ｅ、５３０Ｆを有している。続いて、第一の切片５３０の側面５３０Ｃ、５３０Ｄを研磨する。

次に、図７に示すように、第一の切片５３０を、第一の切片５３０の主面５３０Ａに平行な複数の第二切断面９２に沿って所定間隔で切断して、図７（ｂ）に示すように第二の切片５６０を得る。

ここで、第二の切片５６０は、第二切断面９２に対応する主面５６０Ａ、５６０Ｂと、長手方向に延びる側面５６０Ｃ、５６０Ｄと、長手方向の両端の端面５６０Ｅ、５６０Ｆを有する。また、第二の切片５６０の主面５６０Ａと主面５６０Ｂとの間隔５６０Ｗを、第一の切片５３０の幅５３０Ｗよりも狭くなるように第一の切片５３０を切断する。

次に、図８に示すように、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上に、端面５６０Ｅから端面５６０Ｆまで側面５６０Ｃ，５６０Ｄの延在方向に平行に延びる溝５７０を所定間隔で複数形成する。ここで、溝５７０間の距離Ｗ２、側面５６０Ｄに最も近い溝５７０と側面５６０Ｄとの間の距離Ｗ３、及び、側面５６０Ｃに最も近い溝５７０と側面５６０Ｃとの間の距離Ｗ１は、何れも同じ距離とされている。また、各溝５７０は、側面５６０Ｄと平行な側壁５７０Ａ及び側壁５７０Ｂと、側壁５７０Ａと側壁５７０Ｂとの下端同士を接続する底面５７０Ｃとによって形成され、断面矩形状を呈している。この溝５７０は、所定の幅ＷＳ、所定の深さＤを有する。例えば、幅ＷＳは１０〜２００μｍ程度、深さＤは、１００〜２００μｍ程度とすることができる。

次に、図９に示すように、Ti，Au，Cr，Pt等の金属原子や金属微小粒子等を、第二の切片５６０で溝５７０が形成された主面５６０Ａ側から吹き付ける。これにより、第二の切片５６０の側面５６０Ｃ、５６０Ｄ、主面５６０Ａ、溝５７０内の各表面にわたって膜厚が数nm〜１．０μｍの金属膜５８０が形成される。

次に、図１０に示すように、金属膜５８０の内、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上に対応する面上にフィルムレジスト５９０を加熱圧着する。そして、所定のマスクでフィルムレジスト５９０を露光、現像することにより、フィルムレジスト５９０を図１１に示すようにパターニングしてレジストパターン５９１を形成し、金属膜５８０の一部を露出させる。

そして、イオンミリング等によって、パターニングされたレジストパターン５９１をマスクとして、図１２に示すように、金属膜５８０を所定の厚み除去する。ここで、この所定の厚みは、金属膜５８０のうちで主面５６０Ａ上に形成された部分を完全に除去できるように設定する。これによって、同時に、金属膜５８０で溝５７０の底面５７０Ｃ上に設けられた部分も除去される。そして、これによって、第二の切片５６０の側面５６０Ｃ上に金属膜５８０Ｃが、側面５６０Ｄ上に金属膜５８０Ｄが、溝５７０の側壁５７０Ａには金属膜４０ａが、溝５７０の側壁５７０Ｂには金属膜４２ａが各々形成される。また、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上には、パターニングされた金属膜６５が形成される。

次に、第二の切片５６０の裏面、すなわち、主面５６０Ｂ側から、第二の切片５６０を、溝５７０に達するまで研磨し、図１３に示すように、この第二の切片５６０を複数に分割して、平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３を得る。ここでは、この研磨の過程で、金属膜５８０Ｃが金属膜４２ａとなり、金属膜５８０Ｄが金属膜４０ａとなり、また、第二の切片５６０は分割されてベース５０となる。

そして、このような平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３を、面板１０１のブラックマトリクス構造体１０２と、背板２０１の陰極構造体２０２との間に、これらの表面に対して垂直に立設させて接着等することにより上述の平面パネルディスプレイ１００を作製できる。ここで、ブラックマトリクス構造体１０２を有する面板１０１や、陰極構造体２０２を有する背板２０１は、公知の方法で作成することができる。

次に、本実施形態に係る実施例について説明する。

（実施例１）
まず、Ａｌ_２Ｏ_３粉末（平均粒径０．５μｍ、純度９９．９％）、ＴｉＣ粉末（平均粒径０．５μｍ、純度９９％、炭素含有量１９％以上でその１％以下は遊離黒鉛である）、ＭｇＯ粉末（平均粒径０．１μｍ）、及び、ＴｉＯ_２粉末（平均粒径０．１μｍ）を各々所定量秤量し、ボールミル中でエタノールと共に３０分粉砕混合し、窒素中で１５０℃でスプレー造粒し造粒物を得た。ここで、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末、ＭｇＯ粉末、及び、ＴｉＯ_２粉末を合わせた全重量に対して、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量が５５．５重量％、ＴｉC粉末の含有量が７．０重量％、ＭｇＯ粉末の含有量が３５．０重量％、ＴｉＯ_２粉末の含有量が２．５重量％となるように造粒物の組成を調整した。

続いて、これらの混合物を各々約０．５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）で一次成形し、ホットプレス法によって真空雰囲気で１時間、焼結温度１６００℃、プレス圧力約３０ＭＰａ（約３００ｋｇｆ／ｃｍ^２）で焼成し各々の実施例１についてスペーサ用の板を得た。

（実施例２〜５）
Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を５０．５重量％、ＭｇＯ粉末の含有量を４０．０重量％とする以外は、実施例１と同様にして、実施例２のスペーサ用の板を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を４５．５重量％、ＭｇＯ粉末の含有量を４５．０重量％とする以外は、実施例１と同様にして、実施例３のスペーサ用の板を得た。Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を４０．５重量％、ＭｇＯ粉末の含有量を５０．０重量％とする以外は、実施例１と同様にして、実施例４のスペーサ用の板を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を３５．５重量％、ＭｇＯ粉末の含有量を５５．０重量％とする以外は、実施例１と同様にして、実施例５のスペーサ用の板を得た。

（比較例１、比較例２）
Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を６０．５重量％、ＭｇＯ粉末の含有量を３０．０重量％とする以外は、実施例１と同様にして、比較例１のスペーサ用の板を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を３０．５重量％、ＭｇＯ粉末の含有量を６０．０重量％とする以外は、実施例１と同様にして、比較例２のスペーサ用の板を得た。

（実施例６〜９）
Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を５１．５重量％、ＴｉＯ_２粉末の含有量を１．５重量％とする以外は、実施例２と同様にして、実施例６のスペーサ用の板を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を５１．０重量％、ＴｉＯ_２粉末の含有量を２．０重量％とする以外は、実施例２と同様にして、実施例７のスペーサ用の板を得た。Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を５０．０重量％、ＴｉＯ_２粉末の含有量を３．０重量％とする以外は、実施例２と同様にして、実施例８のスペーサ用の板を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を４９．５重量％、ＴｉＯ_２粉末の含有量を３．５重量％とする以外は、実施例２と同様にして、実施例９のスペーサ用の板を得た。

（実施例１０〜１２）
Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を５１．５重量％、ＴｉＣ粉末の含有量を６．０重量％とする以外は、実施例２と同様にして、実施例１０のスペーサ用の板を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を４９．５重量％、ＴｉＣ粉末の含有量を８．０重量％とする以外は、実施例２と同様にして、実施例１１のスペーサ用の板を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を４８．５重量％、ＴｉＣ粉末の含有量を９．０重量％とする以外は、実施例２と同様にして、実施例１２のスペーサ用の板を得た。

実施例１〜１２と、比較例１〜２における各成分の添加量と、熱膨張係数、比抵抗、３点曲げ強度の値を図１の表に示す。また、ＭｇＯの添加量と、熱膨張係数との関係を図１４に、ＴｉＯ_２の添加量と、比抵抗との関係を図１５に、ＴｉＣの含有量と３点曲げ強度との関係を図１６に示す。

なお、比抵抗は、アドバンテスト製デジタルマルチメータを使用し、１００００Ｖ／ｍｍの電界をスペーサ用の板に印加することにより測定した。また、３点曲げ強度は、スパン間距離３０mm、クロスヘッドスピード０．１mm/minとし、島津製作所製オートグラフ材料試験機で測定した。

図１５より明らかなように、実施例１〜１２のようにMｇOの含有量が３５〜５５重量％であると、熱膨張係数が８．０〜９．３×１０^−６／℃程度となる。また、図１５より明らかなように、実施例１〜５，７，８，１０〜１２のようにＴｉＯ_２の含有量が２．０〜３．０重量％であると、比抵抗が１．０×１０^６〜１．０×１０^１０Ω・ｃｍ程度となる。また、図１６より明らかなように、また、通常好ましいとされる４００ＭＰａ以上の強度のスペーサを得るためには、ＴｉＣの含有量を７〜８％とすることが好ましい。なお、ＴｉＣの濃度が高くなりすぎると、焼結性が低下して強度が低下するものと考えられる。

図１は、本実施形態に係る平面パネルディスプレイの一部破断模式図である。 図２は、図１の平面パネルディスプレイのＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 図３は、図１の平面パネルディスプレイ用スペーサの斜視図である。 図４は、図１の平面パネルディスプレイのＩＶ−ＩＶ矢視図である。 図５は、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を示す図である。 図６（ａ）は、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を示す図５に続く斜視図、図６（ｂ）は平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を示す図６（ａ）に続く斜視図である。 図７（ａ）は本実施形態に係る製造方法を説明するための図６（ｂ）に続く斜視図、図７（ｂ）は平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を示す図７（ａ）に続く斜視図である。 図８は平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を説明するための図７（ｂ）に続く斜視図である。 図９は平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を説明するための図８に続く斜視図である。 図１０は平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を説明するための図９に続く斜視図である。 図１１は平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を説明するための図１０に続く斜視図である。 図１２は平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を説明するための図１１に続く斜視図である。 図１３は平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法を説明するための図１２に続く斜視図である。 図１４は、実施例１〜１２及び比較例１，２について、組成、熱膨張係数、比抵抗、３点曲げ強度を示す表である。 図１５は、実施例１〜１２及び比較例１，２について、ＭｇＯの添加量と、熱膨張係数との関係を示すグラフである。 図１６は、実施例１〜１２及び比較例１，２について、ＴｉＯ２の添加量と、比抵抗との関係を示すグラフである。 図１７は、実施例１〜１２及び比較例１，２について、ＴｉＣの添加量と、３点曲げ強度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０…板、５０…ベース（焼結体）、１００…平面パネルディスプレイ、１０１…面板、１０２…ブラックマトリクス構造体、１０３…平面パネルディスプレイ用スペーサ、１０５…蛍光画素領域、２０１…背板、２０２…陰極構造体。

Claims (5)

1. Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂を含む焼結体を有し、前記焼結体はＡｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂の全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む、平面パネルディスプレイ用スペーサ。
2. 前記焼結体は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂の全重量に対して、ＴｉＯ₂を２．０〜３．０重量％含む請求項１に記載の平面パネルディスプレイ用スペーサ。
3. 前記焼結体は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂の全重量に対して、ＴｉＣを７．０〜８．０重量％含む請求項１又は２に記載の平面パネルディスプレイ用スペーサ。
4. Ａｌ₂Ｏ₃粉末、ＴｉＣ粉末、ＭｇＯ粉末、及び、ＴｉＯ₂粉末を、Ａｌ₂Ｏ₃粉末、ＴｉＣ粉末、ＭｇＯ粉末、及び、ＴｉＯ₂粉末の全重量に対して、ＭｇＯ粉末が３５〜５５重量％となるように混合して混合物を得る工程と、
   前記混合物を焼成し焼結体を得る工程と、
   を含む平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法。
5. 陰極構造体を有する背板と、
   蛍光画素領域を有する面板と、
   前記背板及び前記面板間に介在されると共に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂を含み、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、ＭｇＯ、及び、ＴｉＯ₂の全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む焼結体から形成された平面パネルディスプレイ用スペーサと、
   を備える平面パネルディスプレイ。

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